Quanto dura un impianto solare? Per dirti qual è la vita utile del fotovoltaico ti faccio una domanda: “sai quando è stato realizzato il primo impianto in Italia?”
Oltre 30 anni fa, ed oggi è ancora in funzione. Durante tutto il suo ciclo di vita ha perso, con la dovuta manutenzione, solo lo 0,6 per cento di rendimento, meno del calo fisiologico normalmente stimato per i pannelli più comuni. Il primo impianto fotovoltaico installato in Italia è stato sull’Isola di Vulcano e risale al lontano 1984. Oggi, dopo oltre trent’anni di onorato servizio, l’impianto ancora genera energia pulita e, se guardiamo alla sua produzione complessiva, vediamo come il dato è andato ben oltre le aspettative.
Dunque, un sistema tenuto in buone condizioni può durare anche oltre i 30 anni, ma in media la vita utile di un impianto fotovoltaico va dai 20 ai 30 anni, escluso l’inverter che in genere dura circa 10 anni. I micro-inverter di nuova generazione, a quanto dicono i produttori, durerebbero 25 anni come gli stessi moduli a cui sono applicati.
I conti economici, chiamati anche “piani di rientro”, vengono stimati quando si formulano i preventivi ed in genere considerano“in via cautelativa” un periodo di funzionamento, un ciclo di vita, pari a 20 anni. Si ipotizza la durata ventennale per stimare un piano di ritorno economico “minimo” e “garantito nel tempo”.
La Vita Utile dell’Impianto Fotovoltaico è un investimento nel tempo
Molti pensano che installare un impianto solare sul tetto di casa sia un costo. In realtà, quando ci si presta all’idea di mettere dei pannelli sul tetto, non si tiene presente mai abbastanza che questi moduli produrranno energia per almeno 20 anni, con un minimo di manutenzione, durante tutto il ciclo di vita impianto, e con una sostituzione dell’inverter dopo circa 10 anni.
Tutto, ovviamente, dipende da come si tengono i pannelli, dalle condizioni del luogo dove vengono installati, dal livello di manutenzione che si attua. In montagna i pannelli saranno maggiormente soggetti all’azione usurante di ghiaccio, neve e grandine. Al mare, invece, la salsedine può causare a lungo andare alcuni problemi sulle superfici vetrate dei moduli o sulle parti in alluminio.
Nonostante i fattori usuranti che, come per ogni sistema, entrano in gioco col tempo, il costo sostenuto oggi, in realtà, non è un costo ma un investimento, un investimento di medio-lungo periodo, un investimento che nel primo periodo andrà a “coprire” i costi sostenuti e nel secondo periodo andrà a generare un risparmio effettivo sui costi energetici sostenuti in bolletta. In ogni caso l’usura di un impianto fotovoltaico non è minimamente paragonabile a quella a cui è soggetta un sistema meccanico in movimento (eolico, centrale idrica, centrale termodinamica o termoelettrica…).
La durata dei pannelli solari è diversa dalla durata dell’inverter
Il ciclo di vita dell’impianto fotovoltaico è condizionato non tanto dalla durata dei singoli pannelli, ma soprattutto dalla durata dell’inverter utilizzato e dalla sua qualità.
Nonostante quello che si possa pensare, infatti, il “punto debole” della catena non sono i moduli, ma l’inverter: mentre i primi durano almeno 20 anni ed hanno un tasso di degrado prevedibile, gli inverter durano intorno ai 10 anni e sono determinanti per convertire “al meglio” l’energia prodotta dai pannelli in energia “utile” utilizzabile dalle nostre comuni utenze.
Quando si installa un impianto, dunque, a meno che non si utilizzino i “micro-inverter” che durano 20-25 anni, bisogna mettere in conto la sostituzione inverter dopo circa 10 anni, anche se, in alcuni casi e con le condizioni di funzionamento ottimali, possono durare qualche anno in più.
Da cosa dipende la durata dell’inverter?
Il fattore principale che ne limita la durata è il calore: il surriscaldamento causato da un efficiente processo di conversione dell’energia richiede un valido sistema di raffreddamento. A determinare la durata dell’inverter è anche il tipo di carico elettrico a cui è sottoposto e la qualità della rete. In ogni caso in genere dopo 10 anni, anche se continua a funzionare, ha cali di rendimento che ne rende conveniente la sostituzione.
Il risparmio generato aumenta durante tutto il ciclo di vita del sistema fotovoltaico
Potremmo dire che l’investimento genera un risparmio “incrementale” nel tempo. Perchè? Per risparmio “incrementale” intendo dire che non è costante nel tempo, ma aumenta durante tutto il periodo di funzionamento dell’impianto.
Ecco perchè: il costo dell’energia in bolletta aumenta nel tempo. 20 anni fa l’energia costava oltre il 30 per cento in meno, non solo per via del minor prezzo del kwh, ma anche per minori costi accessori, minori tassazioni e minori costi “di servizio”. Il risparmio che si poteva ottenere 20 anni fa con l’autoproduzione/autoconsumo fotovoltaico era relativo al prezzo delle bollette di 20 anni fa.
Allo stesso modo la bolletta energetica dei prossimi 20 anni peserà sulle nostre tasche in maniera via via maggiore. Per questo motivo l’autoproduzione/autoconsumo fotovoltaico procurerà un risparmio via via maggiore, man mano che il costo del kwh in bolletta aumenterà nel tempo.
Ecco perchè il risparmio generato da un impianto fotovoltaico è “incrementale” nel tempo ed aumenta durante tutto il suo periodo di funzionamento. In altre parole: ogni KWh autoprodotto e autoconsumato è un KWh risparmiato in bolletta, oggi come tra 20 anni.
Come funziona l’impianto fotovoltaico e da cosa dipende la sua durata?
Ogni sistema fotovoltaico funziona senza parti meccaniche in movimento. Questo è già un primo vantaggio che garantisce un lungo ciclo di vita rispetto a tutti gli altri tipi di generatori. Tutto è “statico” ed il processo di produzione elettrica, il cd. “effetto fotovoltaico”, avviene a livello di nanoparticelle elementari.
Semplificando al massimo: il silicio “di grado solare”, che è un semi-conduttore elettrico, viene “eccitato” dalla luce del sole creando un differenziale di carica che crea, appunto, la corrente elettrica. L’usura che deriva da questo meccanismo è minima e la degradazione del processo nel tempo è quantificabile e prevedibile. Si sa che durante tutto il suo ciclo di vita, ogni cella fotovoltaica perde circa 0,8-1 per cento l’anno di potenziale.
La corrente prodotta in ogni cella viene poi convogliata al modulo, poi alla “stringa”, e poi all’inverter che la converte da corrente continua a corrente alternata a 220 Volt.
Ogni installazione tenuta a regola d’arte, come quella dell’Isola di Vulcano citata a inizio articolo, può durare anche oltre i 30 anni, ma questi sono casi particolari, casi sperimentali e sotto perenne osservazione di tecnici e ricercatori. In realtà in Italia, visto che il primo impianto è stato installato nel 1984, non abbiamo ancora molti elementi di osservazione. Il boom delle installazioni fotovoltaiche, quelle di tipo “convenzionale” e più diffuso, è iniziato non più di 10 anni fa, con il primo conto energia. Ad oggi la gran parte degli impianti in funzione in Italia ha meno di 10 anni.
In realtà i produttori dei pannelli garantiscono minimo 20 anni, anche se un impianto tenuto in buone condizioni dura anche più di 25 anni. In ogni caso la durata dell’impianto è relativa al suo livello di manutenzione, al luogo di installazione, ed a diversi altri fattori.
Eccone alcuni che possono influenzare la durata dei pannelli e le prestazioni dell’impianto nel tempo.
- La pulizia dei pannelli determina direttamente la quantità di luce assorbita e la generazione elettrica. Le incrostazioni e le impurità, gli escrementi dei volativi, ecc.. fanno durare meno ogni impianto fotovoltaico.
- L’inquinamento delle grandi città col tempo rovina la superficie dei pannelli: le polveri si possono depositare in profondità e compromettere il buon funzionamento dell’impianto.
- Il surriscaldamento prolungato dei pannelli può generare molti problemi di rendimento e, alla lunga, anche di durata dell’impianto.
- Nei posti vicino al mare la salsedine può rappresentare un problema sul lungo periodo e incidere sulla durata dei pannelli.
In ogni caso, una regolare manutenzione annuale, preferibilmente prima della stagione primaverile, contribuisce al florido funzionamento dell’impianto sul lungo periodo ed a garantire la sua massima durata nel tempo.
Quanto diminuiscono le prestazioni dei pannelli nel tempo
Ogni installazione fotovoltaica non produce costantemente nel tempo. Ogni pannello, ogni cella solare, ha un calo di rendimento fisiologico dovuto all’invecchiamento dei componenti. Principalmente parliamo del silicio di grado solare: il semiconduttore responsabile dell’effetto fotovoltaico che genera elettricità (di cui abbiamo già scritto sopra).
Mediamente per ogni pannello si considera un calo fisiologico prestazionale di 1 per cento ogni anno. Questo vuol dire che dopo 25 anni la produzione dell’impianto sarà, nel peggiore dei casi, di circa 20-25 per cento in meno.
Diversi produttori garantiscono un calo di prestazioni dello 0,8 per cento e c’è chi garantisce un calo dello 0,5. Su questa differenza si gioca spesso la “guerra competitiva” tra i diversi produttori delle celle e su questa differenza, infatti, si basa il ritorno economico reale dell’investimento.
Anche secondo una ricerca del National Renewable Energy Laboratory, che si è basata sul monitoraggio di circa 2000 impianti sparsi per il mondo, il tasso di degrado medio è di 0,8 per cento l’anno, ma dipende anche dal tipo di modulo:
- i moduli a film sottile hanno cali di rendimento un poco più elevati: circa 1,5 per cento l’anno,
- i moduli in silicio cristallino hanno cali di prestazione di circa 0,7 per cento l’anno.
I pannelli di nuova generazione hanno un livello di degrado inferiore rispetto ai vecchi moduli: in media si ha un calo di circa lo 0,5 per cento l’anno.
In ogni caso in genere è conveniente stimare il dato in maniera cautelativa ipotizzando un calo di rendimento dell’1 per cento l’anno.
La durata della garanzia dell’impianto fotovoltaico
La garanzia rappresenterebbe un capitolo a parte, ma quando si parla di “ciclo di vita” dell’impianto e di “periodo di ammortamento”, è utile valutare anche le garanzie che offrono i produttori fotovoltaici e gli installatori degli impianti sul rendimento dei moduli forniti.
Ci sono due tipi di garanzie: la garanzia “sul prodotto” e la garanzia “sulla potenza”. La prima riguarda malfunzionamenti, rotture e problemi sui moduli o inverter. La seconda riguarda, invece, la potenza prodotta dai pannelli: ogni modulo ha una potenza nominale indicata sui dati di targa, potenza emessa dal pannello in condizioni di funzionamento ottimali.
I produttori di pannelli propongono in genere una garanzia di prodotto che va dai 5 ai 10 anni. Oggi alcuni produttori si sono spinti ad allungare la durata della garanzia fino a 25 anni, pari all’intera vita utile dei pannelli.
La garanzia sulla potenza dei moduli, invece, è generalmente pari al 90% per i primi 10 anni di funzionamento impianto, e di circa l’80% per i successivi anni. Alcuni produttori, anche qui, si sono spinti a garantire la durata della garanzia pari al 95% per i primi 5 anni, con una discesa graduale fino al 90% per gli anni successivi.
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